Microwave-Assisted Hydrothermal Synthesis of Ceric-Ammonium Phosphates (NH4)2Ce(PO4)2⋅H2O and NH4Ce2(PO4)3

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The possibility of preparation of crystalline double cerium(IV) phosphates (NH4)2Ce(PO4)2⋅H2O and NH4Ce2(PO4)3 under the conditions of microwave-assisted hydrothermal synthesis has been analyzed. It has been shown that these phosphates in a single-phase state can be obtained in the temperature range of 130–190°С with a synthesis duration of ≥5 min, while the phase composition of the synthesis products is determined by the molar ratio of ammonia and phosphoric acid in the reaction mixture. Short-term (5 min) low-temperature (130°С) hydrothermal synthesis under microwave heating leads to the preparation of (NH4)2Ce(PO4)2⋅H2O and NH4Ce2(PO4)3 with a particle size of ~70 and ~200 nm, respectively. At higher temperatures and treatment times (190°C and 24 h), the particle size of these phases increases to ~200 and ~500 nm, respectively. For the first time, the value of the optical band gap for (NH4)2Ce(PO4)2⋅H2O was determined to be 2.8 and 3.1 eV for indirect and direct transitions, respectively.

About the authors

I. V. Tronev

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; National Research University Higher School of Economics

Email: van@igic.ras.ru
119991, Moscow, Russia; 101000, Moscow, Russia

E. D. Sheichenko

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; National Research University Higher School of Economics

Email: van@igic.ras.ru
119991, Moscow, Russia; 101000, Moscow, Russia

L. S. Razvorotneva

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; National Research University Higher School of Economics

Email: van@igic.ras.ru
119991, Moscow, Russia; 101000, Moscow, Russia

E. A. Trufanova

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; National Research University Higher School of Economics

Email: van@igic.ras.ru
119991, Moscow, Russia; 101000, Moscow, Russia

P. V. Minakova

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; National Research University Higher School of Economics

Email: van@igic.ras.ru
119991, Moscow, Russia; 101000, Moscow, Russia

T. O. Kozlova

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: van@igic.ras.ru
119991, Moscow, Russia

A. E. Baranchikov

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: van@igic.ras.ru
119991, Moscow, Russia

V. K. Ivanov

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; National Research University Higher School of Economics

Author for correspondence.
Email: van@igic.ras.ru
119991, Moscow, Russia; 101000, Moscow, Russia

References

  1. Nazaraly M., Wallez G., Chanéac C. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2005. V. 44. P. 5691. https://doi.org/10.1002/anie.200501871
  2. Nazaraly M., Wallez G., Chanéac C. et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2006. V. 67. P. 1075. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2006.01.028
  3. Козлова Т.О., Баранчиков А.Е., Иванов В.К. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 12. С. 1647. https://doi.org/10.31857/s0044457x21120102
  4. Bevara S., Achary S.N., Patwe S.J. et al. // AIP Conf. Proc. 2016. V. 1731. P. 1. https://doi.org/10.1063/1.4948206
  5. Nazaraly M., Quarton M., Wallez G. et al. // Solid State Sci. 2007. V. 9. P. 672. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2007.04.021
  6. Achary S.N., Bevara S., Tyagi A.K. // Coord. Chem. Rev. 2017. V. 340. № March. P. 266. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2017.03.006
  7. Romanchuk A.Y., Shekunova T.O., Larina A.I. et al. // Radiochemistry. 2019. V. 61. № 6. P. 719. https://doi.org/10.1134/S1066362219060134
  8. Sato T., Li R., Sato C. et al. // Phosphorus Res. Bull. 2007. V. 21. P. 44. https://doi.org/10.3363/prb.21.44
  9. Sato T., Yin S. // Phosphorus Res. Bull. 2010. V. 24. P. 43. https://doi.org/10.3363/prb.24.43
  10. Sato T., Sato C., Yin S. // Phosphorus Res. Bull. 2008. V. 22. P. 17. https://doi.org/10.3363/prb.22.17
  11. Kozlova T.O., Popov A.L., Kolesnik I.V. et al. // J. Mater. Chem. B. 2022. V. 10. № 11. P. 1775. https://doi.org/10.1039/d1tb02604f
  12. Nazaraly M., Chanéac C., Ribot F. et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2007. V. 68. P. 795. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2007.03.010
  13. Shekunova T.O., Istomin S.Y., Mironov A.V. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2019. V. 2019. № 27. P. 3242. https://doi.org/10.1002/ejic.201801182
  14. Kozlova T.O., Mironov A.V., Istomin S.Y. et al. // Chem. A Eur. J. 2020. V. 26. № 53. P. 12188. https://doi.org/10.1002/chem.202002527
  15. Lai Y., Chang Y., Wong T. et al. // Inorg. Chem. 2013. V. 52. № 23. P. 13639.
  16. Salvado M.A., Pertierra P., Trobajo C. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2007. V. 129. № 36. P. 10970.
  17. Shekunova T.O., Baranchikov A.E., Ivanova O.S. et al. // J. Non-Cryst. Solids. 2016. V. 447. P. 183. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2016.06.012
  18. Zhu Y.J., Chen F. // Chem. Rev. 2014. V. 114. № 12. P. 6462. https://doi.org/10.1021/cr400366s
  19. Meng L.Y., Wang B., Ma M.G. et al. // Mater. Today Chem. 2016. V. 1–2. P. 63. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2016.11.003
  20. Moreira M.L., Mambrini G.P., Volanti D.P. et al. // Chem. Mater. 2008. V. 20. № 16. P. 5381. https://doi.org/10.1021/cm801638d
  21. Salvadó M.A., Pertierra P., Bortun A.I. et al. // Inorg. Chem. 2008. V. 47. № 16. P. 7207. https://doi.org/10.1021/ic800818c
  22. Petit S., Righi D., Madejová J. // Appl. Clay Sci. 2006. V. 34. № 1–4. P. 22. https://doi.org/10.1016/j.clay.2006.02.007
  23. Petit S., Righi D., Madejová J. et al. // Clay Miner. 1999. V. 34. P. 543.
  24. Kloprogge J.T., Broekmans M., Duong L.V. et al. // J. Mater. Sci. 2006. V. 41. № 11. P. 3535. https://doi.org/10.1007/s10853-005-5909-5
  25. Xu Y., Feng S., Pang W. et al. // Chem. Commun. 1996. № 11. P. 1305. https://doi.org/10.1039/CC9960001305
  26. Brandel V., Clavier N., Dacheux N. // J. Solid State Chem. 2005. V. 178. № 4. P. 1054. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2005.01.005
  27. Skogareva L.S., Shekunova T.O., Baranchikov A.E. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2016. V. 61. № 10. P. 1219. https://doi.org/10.1134/S0036023616100181
  28. Hadrich A., Lautie A., Mhiri T. et al. // Vib. Spectrosc. 2001. V. 26. P. 51.
  29. Yang G., Park S.-J. // Materials (Basel). 2019. V. 12. № 7. P. 1177. https://doi.org/10.3390/ma12071177
  30. Maksimov V.D., Meskin P.E., Churagulov B.R. // Inorg. Mater. 2007. V. 43. № 9. P. 988. https://doi.org/10.1134/S0020168507090142
  31. Zhou H., Zhang M., Kong S. et al. // Mater. Lett. 2016. V. 180. P. 239. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2016.05.165
  32. Qi C., Zhu Y.-J., Sun T.-W. et al. // Chem. An Asian J. 2015. V. 10. № 11. P. 2503. https://doi.org/10.1002/asia.201500667
  33. Sakintuna B., Yürüm Y. // J. Porous Mater. 2010. V. 17. № 6. P. 727. https://doi.org/10.1007/s10934-009-9344-x
  34. Yu Y.-H., Chen Y.-P., Zeng M. et al. // Mater. Lett. 2016. V. 163. P. 158. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2015.10.039
  35. Kolesnik I.V., Aslandukov A.N., Arkhipin A.S. et al. // Crystals. 2019. V. 9. № 7. P. 332. https://doi.org/10.3390/cryst9070332

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (207KB)
3.

Download (242KB)
4.

Download (3MB)
5.

Download (78KB)

Copyright (c) 2023 И.В. Тронев, Е.Д. Шейченко, Л.С. Разворотнева, Э.А. Труфанова, П.В. Минакова, Т.О. Козлова, А.Е. Баранчиков, В.К. Иванов

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».